JPH1122637A - ピストンポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品点数の低減を図りつつ、液体をピストン
ロッド12の軸方向へポンプ室20へ流入させるピストンポ
ンプ10において、流入通路断面積の増大を図る。 【解決手段】 複数個の通孔28は、ピストン16を軸方向
へ貫通するように、ピストン16に穿設される。軸32は、
ピストンロッド12内の挿入孔31に挿通され、後端部にお
ける長孔34による凸部36の案内によりピストンロッド12
に対して軸方向へ相対移動自在になっている。吸入弁30
は、軸32の前端部に取り付けられ、ピストン16の前側に
配設され、通孔28を開閉する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ピストンポンプ
に係り、詳しくはピストンロッドの軸方向より流体をポ
ンプ室へ導入するピストンポンプに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

（ａ）ピストンロッドの先端部に通孔付きストッパ及び
吸入弁の弁体を間隔を開けてそれぞれ先端側及び基端側
に装着するとともに、吸入弁の弁座を通孔付きストッパ
及び吸入弁の弁体の間においてピストンロッドに遊嵌さ
せ、ピストンロッドの往復動に伴って、弁座をピストン
ロッドに対して相対移動させるピストンポンプ、及び
（ｂ）プランジャ本体の先端部を細くするとともに、こ
の先端部に通孔付きストッパ及び吸入弁を間隔を開けて
それぞれ先端側及び基端側に装着し、さらに、スリーブ
を通孔付きストッパ及び吸入弁の間に遊嵌させて、プラ
ンジャ本体の往復動に伴って、スリープをプランジャ本
体に対して相対移動させるプランジャポンプは公知であ
る。これらの往復ポンプでは、流体がピストンロッド又
はプランジャの軸方向よりポンプ室内へ流れ込み、その
後、軸方向へ吐出弁から吐出されるので、ポンプ効率が
良い。しかしながら、ピストンロッド又はプランジャ本
体の先端部に組み付ける部品が増大する問題がある。

【０００３】これに対して、実公昭４０−４９２１号公
報のプランジャポンプは、プランジャ先端部にスリーブ
を装着し、圧縮コイルばねを介して吸入弁をスリーブに
支持するとともに、プランジャの往復動に伴い、吸入弁
をスリーブに対して相対移動させて、スリーブ先端開口
を吸入弁より開閉し、部品点数の低減を図っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】実公昭４０−４９２１
号公報のピストンポンプの問題点は次のとおりである。 （ａ）吸入弁をスリーブに支持するための圧縮コイルば
ねがプランジャ内に配設されるので、構造が複雑にな
る。 （ｂ）吸入液は、スリーブの内周側を通って、ポンプ室
へ流入するようになっているが、スリーブ内には、吸入
弁をスリーブに支持するための軸部が存在し、スリーブ
内の吸入液の通路断面積が小さい。 （ｃ）スリーブ内の吸入液の通路断面積を所定値に確保
するためには、スリーブの径が増大し、その分、吐出量
を所望値に設定する自由度が低下する。

【０００５】この発明の目的は、上述の問題点を克服す
るピストンポンプを提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明のピストンポン
プ(10,40)は次の（ａ）〜（ｅ）を有している。 （ａ）往復動するピストンロッド(12) （ｂ）ピストンロッド(12)の先端部に取付けられ周部に
おいてシリンダ(14)を摺動するピストン(16,42) （ｃ）シリンダ(14)内においてピストン(16,42)により
相互に仕切られてそれぞれピストン(16,42)の前面側及
び後面側に位置するポンプ室(20)及び吸入室(22) （ｄ）ポンプ室(20)及び吸入室(22)を相互に連通するよ
うにピストン(16,42)に形成され開口部(48)においてポ
ンプ室(20)へ開口する連通路(28,44,46,48) （ｅ）ピストン(16,42)に対して軸方向へ相対移動自在
にピストン(16,42)のポンプ室(20)側に配設され相対移
動により開口部(48)を開閉する吸入弁(30,50)

【０００７】ピストン(16,42)が吸入室(22)の方へ進む
吸入行程では、吸入弁(30,50)は、ポンプ室(20)内の負
圧により吸引され、ピストン(16,42)に対してポンプ室
(20)の方へ相対移動し、開口部(48)を開く。これによ
り、吸入室(22)内の流体は、連通路(28,44,46,48)を経
て開口部(48)よりポンプ室(20)内へ流入する。これに対
して、ピストン(16,42)がポンプ室(20)の方へ進む吐出
行程では、吸入弁(30,50)は、ポンプ室(20)内の増大圧
によりピストン(16,42)の方へ押圧され、開口部(48)を
閉じる。これにより、ポンプ室(20)内の流体はポンプ室
(20)から吐出される。連通路(28,44,46,48)は、ピスト
ンロッド(12)内に形成されないので、十分に大きな流通
断面積を確保できるとともに、連通路(28,44,46,48)の
構造を簡単化できる。

【０００８】この発明のピストンポンプ(10,40)によれ
ば、連通路(28)は、同心円状に配列されピストン(16,4
2)を軸方向へ貫通する複数個の通孔(28)である。

【０００９】この発明のピストンポンプ(10,40)によれ
ば、ピストン(42)は中空体(42)であり、連通路(44,46,4
8)は、中空体(42)の中空部(44)を経由している。

【００１０】中空体(42)の中空部(44)は、通孔(28)に比
して十分に大きいので、連通路(28,44,46,48)全体の通
路抵抗は減少する。

【００１１】この発明のピストンポンプ(10,40)によれ
ば、軸体(32)が、ピストンロッド(12)内を延びて、ピス
トンロッド(12)に対して軸方向へ相対移動自在にピスト
ンロッド(12)に支持される。吸入弁(30,50)は軸体(32)
の端部に取り付けられている。

【００１２】これにより、吸入弁(30,50)の開閉運動が
安定化する。

【００１３】この発明のピストンポンプ(10,40)によれ
ば、ピストンロッド(12)は、軸体(32)の端と奥との間に
奥空間(64)を形成しつつ軸体(32)の端部(62)を軸方向へ
相対移動自在に挿入、嵌合される嵌合孔(60)と、この嵌
合孔(60)の奥部をピストンロッド(12)の外部へ連通する
オリフィス(66)とを備えている。

【００１４】吸入弁(30,50)が開口部(48)を閉じる過程
では、軸体(32)の端部(62)はピストンロッド(12)の嵌合
孔(60)内へその奥の方へ進む。これにより、奥空間(64)
の容積が減少し、奥空間(64)内の流体は、オリフィス(6
6)を介してピストンロッド(12)の外部へ排出される。結
果、嵌合孔(60)の奥の方への軸体(32)の移動が減速さ
れ、開口部(48)への吸入弁(30,50)の衝突が緩和され
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。図１はピストンポンプ10
の主要部の構造図、図２は図１のピストンポンプ10の吐
出行程時の状態を示す図、図３は図１のピストンポンプ
10の吸入行程時の状態を示す図である。ピストンロッド
12は、前端側（ピストンロッド12の先端側を前方、基端
側を後方とする。）においてシリンダ14内に挿入され、
図示していないコンロッドを介して往復動される。ピス
トン16は、ピストンロッド12の先端部に設けられ、周部
にピストンパッキン18を装着されて、ピストンパッキン
18においてシリンダ14の内周面を摺動する。ポンプ室20
及び吸入室22は、シリンダ14内においてピストン16によ
り相互に仕切られ、それぞれピストン16の前面側及び後
面側に位置する。吸入口24は、吸入室22に連通し、水等
の液体を吸入室22へ導く。シールパッキン26は、ピスト
ンロッド12の軸方向へ吸入口24より後端側の位置に配設
され、内周側においてピストンロッド12の周部と摺接
し、吸入室22からの液漏れを阻止している。複数個の通
孔28は、ピストン16において同心円上に穿設され、ピス
トンロッド12の軸方向へ平行にピストン16を貫通してい
る。円形の吸入弁30は、ピストン16の前面に対峙し、ピ
ストン16の前面への就座時では通孔28を閉塞する。挿入
孔31は、ピストンロッド12の内部にピストンロッド12の
中心線に沿って形成され、ピストンロッド12の先端に開
口している。挿入孔31より小径の軸32は、挿入孔31内を
延び、前端において吸入弁30を取り付けられている。計
４個の凸部36は、軸32の後端部に周方向へ９０°間隔で
設けられ、各長孔34にピストンロッド12の軸方向へ移動
自在に挿入されて、ピストンロッド12の外部へ突出して
いる。長孔34の幅は凸部36の径に等しく、長孔34は、凸
部36をピストンロッド12の軸方向へ案内するとともに、
長孔34の長手方向前端は、ピストンロッド12の軸方向前
方への凸部36の移動を制限するストッパとして作用し、
ピストン16に対する吸入弁30の離反量を制限する。吐出
弁（図示せず）は、ピストンロッド12の中心線に中心線
を揃えて、ポンプ室20の前方に配設され、ポンプ室20か
ら吐出口（図示せず）への一方向の液体の流れを許容す
る。

【００１６】ピストンポンプ10の作用について説明す
る。長孔34における凸部36の案内により吸入弁30及び軸
32は、ピストンロッド12の往復動中、ピストンロッド12
の軸方向へピストンロッド12に対して相対移動する。

【００１７】吐出行程（図２）では、ピストンロッド12
はポンプ室20の方へ移動し、ポンプ室20及び吸入室22の
容積はそれぞれ減少及び増大する。吸入弁30は、ポンプ
室20及び吸入室22の液圧の差によりピストン16の前面に
押圧され、通孔28を閉塞し、また、吐出弁は開く。これ
により、ポンプ室20内の液体は、ピストンロッド12のほ
ぼ軸方向へ吐出弁を通過し、ポンプ室20より排出され
る。また、吸入室22の容積の増大に伴って、吸入室22内
に負圧が生成され、吐出行程中、液体が吸入口24から吸
入室22内へ流入する。

【００１８】吸入行程（図３）では、ピストンロッド12
は吸入室22の方へ移動し、ポンプ室20及び吸入室22の容
積はそれぞれ増大及び減少する。吸入弁30は、ポンプ室
20及び吸入室22の液圧の差によりピストン16から離反
し、通孔28を開き、また、吐出弁は閉じる。これによ
り、吸入室22内の液体は通孔28を介してポンプ室20内へ
流入する。さらに、挿入孔31と軸32との間には、僅かの
隙間があり、長孔34を介して挿入孔31内へ流入した液体
は、挿入孔31の前端からポンプ室20内へ流入する。この
ように、通孔28及び挿入孔31を介して液体がポンプ室20
内へ流入し、流入通路面積の増大によりポンプ室20への
液体の流入が円滑化する。また、ポンプ室20の負圧は、
吸入室22を介して吸入口24へ伝達され、液体が吸入口24
から吸入室22内へ流入する。

【００１９】図４はピストンポンプ40の主要部の構造
図、図５は図４のピストンポンプ40の吐出行程時の状態
を示す図、図６は図４のピストンポンプ40の吸入行程時
の状態を示す図である。ピストンポンプ10との相違点を
中心に説明する。球殻状ピストン42は、ピストンロッド
12の先端部に設けられ、内部に球状内部空間44を画定し
ている。球状内部空間44は、ピストンパッキン52の後面
側に同心円上に穿設された複数個の後部周辺部開口46を
介して吸入室22へ連通しているとともに、球殻状ピスト
ン42の前面側中央に穿設された前部中央開口48を介して
ポンプ室20へ連通している。凸レンズ状の吸入弁50は、
軸32の前端部に取り付けられ、前部中央開口48を開閉す
る。ピストンパッキン52は、ピストンロッド12の放射方
向に最外部に嵌着され、シリンダ14を摺動する。

【００２０】ピストンポンプ40の作用について説明す
る。吐出行程（図５）では、ピストンロッド12はポンプ
室20の方へ移動し、ポンプ室20及び吸入室22の容積はそ
れぞれ減少及び増大する。吸入弁50は、ポンプ室20及び
吸入室22の液圧の差により球殻状ピストン42の前面に押
圧され、前部中央開口48を閉塞し、また、吐出弁は開
く。これにより、ポンプ室20内の液体は、ピストンロッ
ド12の軸方向へ吐出弁を通過し、ポンプ室20より排出さ
れる。また、吸入室22の容積の増大に伴って、吸入室22
内の負圧が生成され、吐出行程中、液体が吸入口24から
吸入室22内へ流入する。

【００２１】吸入行程（図６）では、ピストンロッド12
は吸入室22の方へ移動し、ポンプ室20及び吸入室22の容
積はそれぞれ増大及び減少する。吸入弁50は、ポンプ室
20及び吸入室22の液圧の差により球殻状ピストン42から
離反し、前部中央開口48を開き、また、吐出弁は閉じ
る。これにより、ポンプ室20内の液体は、後部周辺部開
口46を介して球状内部空間44内へ流入する。また、挿入
孔31と軸32との間には、僅かの隙間があり、長孔34を介
して挿入孔31内へ流入した液体は、挿入孔31の前端から
球状内部空間44内へ流入する。このように、後部周辺部
開口46及び挿入孔31を介して液体が球状内部空間44内へ
流入し、さらに、前部中央開口48を介してポンプ室20内
へ流入する。後部周辺部開口46及び前部中央開口48の通
路長さは短く、球状内部空間44の横断面積は十分に大き
いので、吸入室22からポンプ室20へ流入する液体の通路
抵抗は小さくなる。

【００２２】図７は軸32の緩衝機能を備えるピストンポ
ンプ10又は40の主要部の構造図である。軸32は後端部に
小径の延長部62をもち、段部68が延長部62の付け根に形
成されている。一方、ピストンロッド12は、延長部62の
横断面と合同の横断面の嵌合孔60を挿入孔31の奥に備
え、段部70が挿入孔31と嵌合孔60との境界部に形成され
る。延長部62の軸方向長さはピストンロッド12の行程量
より長く、延長部62は、ピストンロッド12の往復動中、
嵌合孔60からの抜けを阻止される。嵌合孔60の軸方向長
さは延長部62のそれより長く、ダンパ室64は、嵌合孔60
の奥と延長部62の端面との間に形成される。オリフィス
66は、ピストンロッド12の軸方向へダンパ室64の奥に位
置し、放射方向へ延びて、ダンパ室64をピストンロッド
12の周部へ連通させる。図７は軸32の緩衝機能を備える
ピストンポンプ10又は40の主要部の構造図である。

【００２３】吸入行程から吐出行程への切替時では、吸
入弁30又は50が、ピストン16又は球殻状ピストン42から
の離反位置から就座位置へ切替わる。その際、軸32はピ
ストンロッド12に対して後方へ相対移動する。延長部62
は、嵌合孔60内をその奥の方へ摺動して、ダンパ室64の
容積は減少する。ダンパ室64内の液体は、オリフィス66
を介してダンパ室64から排出されるので、嵌合孔60内を
その奥の方へ移動する延長部62の速度は減速される。結
果、吸入弁30又は50がピストン16又は球殻状ピストン42
へ就座するときの衝撃が緩和される。図７では、段部70
は、段部68と当接して、ピストンロッド12に対する軸32
の移動を、吸入弁30又は50がピストン16又は球殻状ピス
トン42へ就座する位置に制限するストッパとしての役割
を果たしているが、段部68が段部70に当接することな
く、吸入弁30又は50の就座が終了してもよい。また、嵌
合孔60は、延長部62を軸方向へ案内する役目を果たすの
で、凸部36を省略してもよい。嵌合孔60及び延長部62
が、円柱でなく、角柱である場合は、嵌合孔60及び延長
部62の相互の嵌合は、ピストンロッド12に対する軸32の
周方向相対回転を阻止する役目も果たす。

【図面の簡単な説明】

【図１】ピストンポンプの主要部の構造図である。

【図２】図１のピストンポンプの吐出行程時の状態を示
す図である。

【図３】図１のピストンポンプの吸入行程時の状態を示
す図である。

【図４】ピストンポンプの主要部の構造図である。

【図５】図４のピストンポンプの吐出行程時の状態を示
す図である。

【図６】図４のピストンポンプの吸入行程時の状態を示
す図である。

【符号の説明】

１０ ピストンポンプ １２ ピストンロッド １４ シリンダ １６ ピストン ２０ ポンプ室 ２２ 吸入室 ２８ 通孔 ２８ 通孔 ３０ 吸入弁 ３２ 軸（軸体） ４０ ピストンポンプ ４２ 球殻状ピストン（中空体） ４２ 球殻状ピストン（ピストン） ４４ 球状内部空間（内部空間） ４４ 球状内部空間（連通路） ４６ 後部周辺部開口（連通路） ４８ 前部中央開口（開口部） ４８ 前部中央開口（連通路） ５０ 吸入弁 ６０ 嵌合孔 ６２ 延長部（端部） ６４ ダンパ室（奥空間） ６６ オリフィス

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成９年８月２７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図７

【補正方法】追加

【補正内容】

【図７】軸の緩衝機能を備えるピストンポンプの主要部
の構造図である。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）往復動するピストンロッド(12)、
   （ｂ）前記ピストンロッド(12)の先端部に取付けられ周
   部においてシリンダ(14)を摺動するピストン(16,42)、
   （ｃ）前記シリンダ(14)内において前記ピストン(16,4
   2)により相互に仕切られてそれぞれ前記ピストン(16,4
   2)の前面側及び後面側に位置するポンプ室(20)及び吸入
   室(22)、（ｄ）前記ポンプ室(20)及び前記吸入室(22)を
   相互に連通するように前記ピストン(16,42)に形成され
   開口部(48)において前記ポンプ室(20)へ開口する連通路
   (28,44,46,48)、（ｅ）前記ピストン(16,42)に対して軸
   方向へ相対移動自在に前記ピストン(16,42)のポンプ室
   (20)側に配設され相対移動により前記開口部(48)を開閉
   する吸入弁(30,50)、を有していることを特徴とするピ
   ストンポンプ。
2. 【請求項２】 前記連通路(28)は、同心円状に配列され
   前記ピストン(16,42)を軸方向へ貫通する複数個の通孔
   (28)であることを特徴とする請求項１記載のピストンポ
   ンプ。
3. 【請求項３】 前記ピストン(42)は中空体(42)であり、
   前記連通路(44,46,48)は、前記中空体(42)の中空部(44)
   を経由していることを特徴とする請求項１記載のピスト
   ンポンプ。
4. 【請求項４】 軸体(32)が、前記ピストンロッド(12)内
   を延びて、前記ピストンロッド(12)に対して軸方向へ相
   対移動自在に前記ピストンロッド(12)に支持され、前記
   吸入弁(30,50)は、前記軸体(32)の端部に取り付けられ
   ていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載
   のピストンポンプ。
5. 【請求項５】 前記ピストンロッド(12)は、前記軸体(3
   2)の端と奥との間に奥空間(64)を形成しつつ前記軸体(3
   2)の端部(62)を軸方向へ相対移動自在に挿入、嵌合され
   る嵌合孔(60)と、この嵌合孔(60)の奥部を前記ピストン
   ロッド(12)の外部へ連通するオリフィス(66)とを備えて
   いることを特徴とする請求項４記載のピストンポンプ。